Sicherheit durch neue Vermessungstechnik: Wie wir Bauwerke „im Vorbeifahren“ auf ihren Zustand überprüfen

Instandhaltung bedeutet Sicherheit

Unser Streckennetz mit knapp 2.250 km Länge umfasst eine Vielzahl an Infrastrukturbauwerken: Brücken, Tunnel oder auch Stützmauern. Gerade in gebirgigen Regionen bilden diese das Rückgrat der Verkehrsinfrastruktur. Sie sorgen für ein rasches Vorankommen und erhöhen die Sicherheit. Aber auch die Streckenverfügbarkeit für den Waren- und Personenverkehr hängen von der Standsicherheit dieser Bauten ab. Regelmäßige Prüfungen dienen dazu, den Bauwerkszustand zu beurteilen und falls notwendig, Sanierungsmaßnahmen einzuleiten.

Die große Anzahl an alternden Bauwerken, steigende Verkehrszahlen und zunehmende Extremwetterereignisse stellen uns mit den Instandhaltungsarbeiten vor große Herausforderungen: Wie können wir die Sicherheit für alle Verkehrsteilnehmenden gewährleisten? Wie können wir den Verkehrsfluss während der Prüfungen sicherstellen?

Vor diesem Hintergrund können Innovation und neue Technologien Antworten darauf geben, wie in Zukunft Mängel und Schäden an Infrastrukturbauwerken noch rascher und effizienter erkannt werden können.

Im Prinzip wird die gesamte Umgebung während der Fahrt mit Laserstrahlen hochfrequent abgetastet und dadurch ein 3D-Abbild generiert. So entstehen sehr detaillierte und anschauliche Modelle, die eine genaue Bewertung des Zustands des Bauwerks zulassen.

Im Projekt mit der TU Graz kommen verschiedene Systeme von Industriepartnern aus Deutschland, Österreich und der Schweiz zum Einsatz. So untersuchen wir die optimale Konfiguration zur Datenaufnahme.

Intelligente Datenauswertung als Schlüssel zur Skalierbarkeit

Im Regelfall liegt die absolute räumliche Genauigkeit dieses georeferenzierten 3D-Modells im Bereich von wenigen Zentimetern bis Dezimetern. Um den Anforderungen für das Monitoring von Stützbauwerken gerecht zu werden, werden die hohen Nachbarschaftsgenauigkeiten in den Scan-Daten genutzt. Dabei werden die geometrischen Veränderungen der nahegelegenen Bildpunkte miteinander verglichen. Dabei spricht man auch von einer inneren Orientierung.

Die Datenauswertung beruht auf speziell entwickelten Algorithmen, welche zustandsrelevante Parameter, wie Neigungen und Verformungen, automatisiert berechnen. Damit sollen die großen Datenmengen, die innerhalb kürzester Zeit anfallen, möglichst rasch verarbeitet und für den prüfenden Ingenieur aufbereitet werden. Das heißt, die Technik bewertet den Zustand der Stützbauwerke nicht alleine, sondern es sind immer erfahrene Techniker:innen, die aus den gesammelten Daten und Modellen die entscheidenden Schlüsse ziehen.

Auf der Strecke im Einsatz

Die Geräte und Methoden aus unserem Forschungsprojekt kommen für die verformungstechnische Bewertung seit 2018 zum Einsatz. Dabei wurden ausgewählte Stützmauern auf den Autobahnen und Schnellstraßen scantechnisch erstgemessen und mit weiteren Folgemessungen die Stabilität bestätigt. Unter anderem waren das Stützmauern an der A 2 Südautobahn in Fahrtrichtung Wien, an der S 6 Semmering Schnellstraße Richtung Sebenstein oder auch der S 35 Brucker Schnellstraße in Fahrtrichtung Graz.

Durch den Einsatz dieser neuen Technologie können wir in Zukunft deutlich flächendeckendere Prüfungen bei weniger Zeiteinsatz und weniger Verkehrsbehinderung durchführen und so genauere Daten zur Bewertung des Zustandes von Stützmauern generieren.

Damit zeigen wir nicht nur, wie neue Technologien den Arbeitsalltag effizienter gestalten, sondern erhöhen auch die Sicherheit aller Verkehrsteilnehmenden.